Vakuumsko lučno pretapanje (VAR) je trenutno glavni proces proizvodnjetitanijum i legura titana  ingoti. Eliminiše kontaminaciju taline titanijuma kroz okruženje visokog{1}}vakuma i dizajn bakrenog lončića hlađenog vodom-, omogućavajući proizvodnju vrhunskih-ingota sa izuzetnom čistoćom i uniformnošću.

 

1. Osnovni princip

VAR pretapanje se provodi u visoko-vakuum okruženju, gdje se između metalne potrošne elektrode (katode) i vodom-hlađene bakrene lončiće (anode) formira luk visoke-temperature iznad 3000 stepeni, koji neprekidno topi elektrodu. Rastopljene kapljice padaju na dno lončića i formiraju rastopljenu bazenu, koja prolazi kroz usmjereno skrućivanje odozdo prema gore u ingot putem prisilnog hlađenja vodenom cirkulacijom. Elektroda se automatski spušta dok se topi kako bi se održala konstantna dužina luka, osiguravajući kontinuirani rast ingota.

 

 

1. Visoka čistoća: Okruženje visokog-vakuma uklanja isparljive nečistoće i intersticijske gasove kao što su vodonik (H), azot (N) i kiseonik (O), značajno smanjujući njihov sadržaj u ingotu.

 

2. Kontaminacija-Bez topljenja: Cijeli proces koristi vodom{0}}hlađeni bakarni lončić bez kontakta sa vatrostalnim materijalima, potpuno eliminirajući kontaminaciju vatrostalnih inkluzija u talini titanijuma.

 

3. Uniformna kompozicija: Elektromagnetno miješanje luka i konvekcija rastopljenog bazena promoviraju jednoliku distribuciju legirajućih elemenata i smanjuju i makrosegregaciju i mikrosegregaciju.

 

4. Gusta struktura: Usmjereno skrućivanje i punjenje eliminiraju defekte kao što su centralne šupljine skupljanja i poroznost, što rezultira ingotom sa skoro{0}}teoretskom gustinom.

 

5. Visoka fleksibilnost: Može proizvesti ingote različitih specifikacija u rasponu od nekoliko kilograma do 32 tone u jednoj toplini, pokrivajući komercijalno čisti titan i ogromnu većinu razreda titanijumskih legura.

 

6. Zreli proces: Nakon decenija razvoja, uspostavljen je kompletan proces i sistem kontrole kvaliteta, koji osigurava odličnu konzistentnost proizvoda-do-serijskog proizvoda.

 

Trenutno se više od 90% kovanog titanijuma i ingota titanijumskih legura u svijetu proizvodi VAR procesom, a gotovo sve kritične komponente od legure titana u zrakoplovstvu proizvedene su od ingota proizvedenih trostrukim VAR pretapanjem.

 

 

1. Priprema sirovina i izrada elektroda

Odmjerite spužvu od titanijuma i matične legure tačno po ciljnoj kompoziciji.

Koristite dvije-stepeno miješanje/punjenje da spriječite segregaciju čestica.

Utisnuti u brikete elektroda; vakuum plazma zavar u monolitnu potrošnu elektrodu.

 

2. Punjenje peći i pred{1}}priprema za topljenje

Pregledajte bakreni lončić{0}}hlađen vodom; ugradite elektrodu i podesite koaksijalnost.

Postavite titanijumski sunđer na starter ingota kao pokretač luka.

Evakuirajte na manje od ili jednako 1 Pa (konvencionalno) ili manje od ili jednako 0,1 Pa (vakuum-razreda za vazduhoplovstvo).

Izvršite detekciju curenja helijuma; osigurati brzinu curenja iz peći manju ili jednaku 0,8 Pa/min.

 

3. Proces topljenja

Paljenje luka: Primijenite 60–70 V napon bez-opterećenja; udari luk pri 1/4–1/3 nominalne struje da bi se uspostavio stabilan otopljeni bazen.

Stabilno topljenje: Ramp struja na kA–desetine kA; napon podudaranja 28–38 V, struja stabilizacije luka 8–15 A; održavati konstantnu stopu topljenja i podešavanje dužine luka u stvarnom-vremenu.

Hranjenje: Počnite sa 10–15% preostale elektrode; postepeno smanjivati ​​struju/brzinu; izvršite vrući preljev kako biste eliminirali centralno skupljanje i poroznost.

 

4.Hlađenje i pražnjenje

Isključite napajanje nakon hranjenja. Držite ingot pod vakuumskim vodenim hlađenjem duže od ili jednako 30 min. Odzračivanje i pražnjenje samo na temperaturi površine<200 °C.

 

5. Post-Obrada ingota

Uklonite neispravne donje (20–50 mm) i gornje (150–180 mm) dijelove.

Strug-okreće tijelo ingota dubine 10–30 mm kako bi se eliminisali površinski nedostaci.

Sprovesti kompletnu analizu sastava, ispitivanje mikrostrukture i NDT. Prebacivanje na sljedeći proces tek nakon prolaska svih inspekcija.

 

 

• Izrada elektroda: Kontrola međuprostornih nečistoća u titanijumskom sunđeru/master legurama; koristite dvofazno{0}}miješanje za ujednačenu kompoziciju; osigurati gustinu/čvrstoću elektrodnog briketa; održavati omjer prečnika elektrode-prema-omjeru 0,78–0,92; koristite vakuumsko plazma zavarivanje za -zavare bez inkluzije.

 

• Vakuum i nepropusnost: pred-vakuum prije topljenja Manji ili jednak 1 Pa (konvencionalni), Manji ili jednak 0,1 Pa (vazduhoplovstvo), 1×10⁻²–1×10⁻³ Pa (ultra-visoka- čistoća); održavati stabilan vakuum tokom topljenja; Brzina curenja iz peći Manja ili jednaka 0,8 Pa/min.
• Struja i napon: Struja na osnovu specifikacija ingota/vrste legure; napon 28–38 V; uskladiti parametre za stabilizaciju luka i oblika bazena.
• Stopa topljenja: Elektronski kontrolirana konstantna brzina 10–35 kg/min; Odnos -prema-prečnika elektrode 0,015–0,035 kg/(min·mm); brza brzina povećava aksijalnu segregaciju; spora brzina uzrokuje nasljeđivanje segregacije/nisku efikasnost.
• Electrode Gap: Dužina luka 20–50 mm; automatski-kontrolisano putem povratne sprege napona; veliki zazor uzrokuje udar luka; mali zazor uzrokuje kratko-spajanje.
• Stabilizacija luka i miješanje: Poprečno naizmjenično magnetno polje za dvosmjerno miješanje bazena; struja stabilizacije luka 8–15 A; komutacioni ciklus-prema-odnos prečnika lončića 0,08–0,14 s/mm; potiskuje udar luka, pojačava konvekciju, smanjuje makrosegregaciju.
• Proces hranjenja: Počnite sa 10–15% preostale elektrode; postupno smanjivati ​​struju kako bi se izbjeglo brzo skrućivanje; trajanje veće ili jednako 30 min; dinamički optimizirati na osnovu uslova bazena.
• Višestruko pretapanje: Minimum 2 prolaza; 3 propusnice za vrhunski{2}}aerospace; najmanje jedan prolaz koristi obrnuti ingot kao elektrodu za smanjenje aksijalne segregacije; 1. prolaz uklanja hlapljive materije; 2./3. prolazi poboljšavaju uniformnost kompozicije.

 

Ruihang Grupa uglavnom proizvodi proizvode od titana sa kompletnim industrijskim lancem, uključujući topljenje, kovanje, ravnanje, valjanje, obradu površine, proces testiranja. Za sve potrebe kupovine slobodno nas kontaktirajte na email:Sam.Rui@bjrh-titanium.com